Генетические детерминанты физического статуса человека на различных этапах онтогенеза

Романенко Валерий Александрович; Хорьяков Владимир Анатольевич; Мосенз Валерий Алексеевич; Соколова Светлана Дмитриевна; Крайняя Наталья Владимировна; Иванова Виктория Юрьевна

І ПЕДАГОГІКА І та медико-біологічні

*----“---------------* проблеми фізичного

виховання і спорту

Генетические детерминанты физического статуса человека на различных этапах онтогенеза

Романенко В.А., Хорьяков В.А., Мосенз В.А., Соколова В.Ю., Крайняя Н.В, Иванова С.Д.

Донецкий национальный университет Горловский государственный педагогический институт иностранных языков

Анотації:

Рассматриваются вопросы изменения структуры физического состояния на различных этапах онтогенеза и роль генетических факторов в этих трансформациях. Доказано,что в процессе старения организма структура этого состояния изменяется, во-первых, в сторону доминирования аэробного потенциала, а во-вторых - скоростносиловой и координационной подготовленности. В результате обследования 125 женщин в возрасте 20-25 лет установлено, что между экстраверти-рованностью личности и параметрами их физического статуса существуют неоднозначные зависимости, детерминированные конституциональными особенностями соматотипа и кардио-респираторной системы. Для интро-вертированных женщин характерны повышенная масса тела и силовые характеристики в сочетании с недостаточным потенциалом кислороднотранспортной системы.

Ключові слова:

генетические факторы, физический статус, онтогенез, кислороднотранспортная система, личность.

Романенко В.А., Хор’яков В.А., Мосенз В.А., Соколова В.Ю., Крайня Н.В, Іванова С.Д. Генетичні детермінанти фізичного статусу людини на різних етапах онтогенезу. Розглядаються питання зміни структури фізичного стану на різних етапах онтогенезу і роль генетичних факторів у цих трансформаціях. Доведено, що в проЦесі старіння організму структура цього стану змінюється, по-перше, в бік домінування аеробного потенціалу, а по-друге - швидкісно-силової та координаційної підготовленості. В результаті обстеження 125 жінок у віці 20-25 років встановлено, що між екстра-вертірованность особи і параметрами фізичного статусу існують неоднозначні залежності, детерміновані конституціональними особливостями соматотіпа і кардіо-респіраторної системи. Для інтро-вертірованний жінок характерні підвищена маса тіла і силові характеристики в поєднанні з недостатнім потенціалом киснево-транспортної системи.

генетичні фактори, фізичний статус, онтогенез, киснево-транспортна система, особистість.

Romanenko V.A., Horyakov V.A., Mosenz V.A., Sokolova V.Y., Krainyaya N.V., Ivanova S.D. Genetic determinants of the physical status of human beings at different stages of ontogenesis. The changes in the structure of physical states at different stages of ontogenesis and the role of genetic factors in these transformations. It is proved that in the process of aging there are changes in physical conditions. Firstly, towards the dominance of aerobic capacity, and secondly - the speed-strength and coordination training. A survey of 125 women aged 20-25 years found that between the individual extrovert and the parameters of their physical status, there are ambiguous dependence which determine constitutional peculiarities, somatotype and cardio-respiratory system. For a typical introverted women increased body weight and power characteristics, combined with lack of capacity oxygen-transport system.

genetic factors, physical status, ontogeny, oxygen-transport system, personality.

Введение.

С позиций фундаментальных положений биологии, физиологии активности, теории деятельности, функциональных систем, адаптации и здоровья [1-5] физическое состояние характеризуется совокупностью показателей, отражающих половозрастные особенности, антропометрический профиль, двигательную подготовленность, функциональное состояние мышечной и кардио-респираторной систем человека, а в ряде случаев и темпераментальных свойств [6-8]. Коррекция этого состояния посредством мышечных упражнений различной мощности, модальности и продолжительности предполагает знания его структуры и уровней на разных этапах онтогенеза [4, 5]. Вместе с тем данная проблема освещается лишь в незначительном количестве работ [8].

Работа выполнена в соответствии с планом НИР Донецкого национального университета «Индивидуальные особенности адаптации жителей техногенного региона к профессиональной и учебной деятельности» № госрегистрации 0110Ш07605.

Цель, задачи работы, материал и методы.

Цель исследований заключалась в определении генетических факторов, детерминирующих структуру и уровни физического состояния человека на различных этапах онтогенеза.

Для достижения цели последовательно решали следующие задачи:

1. Определяли структуру физического состояния у

Соколова В.Ю., Крайняя Н.В, Иванова С.Д., 2012

мужчин и женщин на постпубертатных этапах их развития.

2. Устанавливали корреляции параметров физического статуса с некоторыми темпераментальными свойствами женщин 20-25 лет.

3. Определяли особенности этого статуса у женщин с различными темпераментальными свойствами.

С целью решения поставленных задач у 125 женщин в возрасте 20-25 лет с помощью личностного опросника Р. Айзенка, спортивных и медикобиологических тестов и проб, регистрировали показатели антропометрического статуса, функционального состояния кардио-респираторной системы, нервной регуляции и механизмов энергообеспечения. Фактический материал обрабатывали с помощью программного пакета «Statistika».

Результаты исследований.

В процессе индивидуального развития вклад генетических и средовых факторов в физическое состояние человека неоднозначен. Уже в возрасте 5-6 лет дети представляют собой неоднородную группу. Так, по данным Д.В. Куличевского [1991], мальчики 5 лет превосходят девочек того же возраста по антропометрическим признакам и статическим легочным объемам.

Структуру их физического состояния определяют, в порядке значимости, следующие факторы: 1) антропометрического статуса (29,9%); 2) функционального состояния системы кровообращения (13,2%); 3) двигательной подготовленности (9,4%) [Д.В. Куличевский, 1991]. Антропометрический статус обусловливает структуру

двигательных способностей и подростков 10-14 лет, причем как у мальчиков, так и у девочек (табл. 1).

Доминирующая роль этого фактора в процессе онтогенеза сохраняется, и от этапа к этапу изменяется несущественнно. Вариабельность второго фактора, обозначенного П.С. Данчуком [1999] как фактор скоростных способностей, также незначительна. Третий фактор (выносливость) по непонятным причинам "выпадает" из структуры двигательных способностей мальчиков 14 и девочек 13 лет. Трудно объяснить отсутствие факторов "гибкость" у ребят и девочек 12-13 лет и "координация" у десятилетних мальчиков. Тем не менее, П.С. Данчук сделал принципиально верное заключение о том, что изменения в структуре физического состояния в процессе онтогенеза определяются возрастом и полом.

По другим данным, физическое состояние мальчиков 10-11 лет определяют: 1) антропометрический статус (24,8%); 2) алактатная энергообеспеченность (23,5%); 3) анаэробно-аэробная производитель-

ность (14,3%); 4) устойчивость к гипоксии (7,3%) [Т.И. Михайлова, 2001]. При среднем уровне физического развития, удовлетворительной скоростносиловой подготовленности и устойчивости к гипоксии у мальчиков 10-11 лет понижен потенциал анаэробно-аэробной функции. Для них характерен некоторый дефицит (-13%) массы тела и пониженные (10%) функциональные возможности аппарата внешнего дыхания. Кардиогемодинамика отличается характерной для нетренированных детей низкой экономичностью кровообращения и доминированием симпатической регуляции [Т.И. Михайлова, 2001].

Антропометрический статус определяет физическое состояние и после окончания пубертатного периода. Физический статус молодых женщин и мужчин на 41,4 и 26% соответственно обусловлен тотальными размерами их тела (табл. 2, 3). К 25-ти годам значимость этого фактора снижается до 10%. На второй план (27,4%) выдвигается потенциал аэробной функции. Вклад этого фактора в структуру физического статуса женщин 21-25 лет остается стабильно высоким. Третьим по значимости фактором, определяющим их физическое состояние, является статическая мышечная выносливость. Вклад этого фактора на этапе от 18 до 25 лет не изменяется, в то время как значимость скоростно-силовой и координационной подготовленности от этапа к этапу возрастает (табл. 2).

У мужчин иерархия структурных компонентов несколько иная (табл. 3). Тотальные размеры тела доминируют у них только в возрасте 20 лет. К 27 годам, компоненты структуры существенно изменяются. Элиминируется фактор тотальных размеров тела. Физическое состояние определяют факторы: 1) скоростносиловой и координационной подготовленности; 2) абсолютной силы; 3) статической выносливости; 4) силовой динамической выносливости; 5) потенциала аэробной функции. Доминирующим фактором физического состояния мужчин 34 лет является силовая динамическая выносливость. Потенциал аэробной функции занимает второе место.

32012

ц

Эти две составляющие характеризуют анаэробноаэробную производительность организма, которая на 50,5% определяет их физический статус [5]. Вклад последних трех факторов в физический статус мужчин этого возраста примерно равный (табл. 3).

Определенный (13,0%) вклад в структуру этого состояния вносят факторы скоростно-силовой и координационной подготовленности. Значимость силовых характеристик существенно ниже (6,5-6,7%). Физическое состояние мужчин 45 лет также в большей степени (40,0%) зависит от их силовой динамической выносливости и в меньшей (25,4%) - от скоростносиловой и координационной подготовленности. Вклад трех остальных факторов существенно ниже

- в пределах 5,9-7,9% (табл. 3). Следовательно, в процессе старения организма структура физического состояния изменяется, во-первых, в сторону доминирования аэробно-анаэробного потенциала, а во-вторых

- скоростно-силовой и координационной подготовленности [5].

Эти изменения связаны также с темпами полового созревания, особенностями соматотипа и высшей нервной деятельности [1-5]. Однако, адаптационные возможности человека определяются не только мор-фотипом и темпами биологического развития, но и личностными характеристиками [6-10]. Прямые зависимости между адаптивными возможностями энергообеспечивающих систем, здоровьем и физическим состоянием, - с одной стороны, и показателями экстравертированности личности с другой, установлены нами [11] на примере экстра-интровертированных студенток. Определение физического статуса у этих студенток показало, что экстраверты уступают (табл. 4) интровертам в массе тела, показателях абсолютной силы [6]. Вместе с тем, рассчитанные на базе массо-длиннотных и обхватных размеров тела индексы физического развития у экстра- интровертированных студенток существенно не отличаются (р > 0,05). Таковые имеют место относительно параметров их физического состояния и работоспособности (табл. 4).

Судя по значениям показателей КОНТРЭКС-1, Е.А. Пироговой и ИГСТ, эти параметры у экстравертов выше в среднем на 11,5% и достаточно жестко (0,73<г<0,78) привязаны к особенностям их личности. У интровертов зависимости того же уровня носят прямо противоположный характер. Следовательно, с повышением интровертированности личности физическое состояние и работоспособность студенток снижаются.

Эти параметры определяются резервными возможностями кардио-респираторной системы, обеспечивающей срочную адаптацию организма к действию факторов любой модальности [1-5]. Анализ этих возможностей показал (табл. 5), что у интровертов более выражено влияние симпатической регуляции. Это приводит к повышению частоты сердечных сокращений, и как следствие - увеличению системного кровотока и снижению экономичности кровообращения в базальных условиях. На пробу Руфье

І ПЕДАГОГІКА І та медик°-біол°гічні

----- --------------- проблеми фізичного

виховання і спорту

Таблица 1

Вклад факторов (%) в общую структуру двигательных способностей детей школьного возраста [П.С. Данчук, 1999]

Структура физического состояния молодых женщин [В.А. Романенко, 2005]

Таблица 2

Факторы физического состояния Вклад факторов в общую дисперсию (Б) выборки, %

18лет 21 год 25 лет

Тотальные размеры тела 41,4 10,6 10,0

Скоростно-силовая и координационная подготовленность 2,1 13,2 15,7

Энергетический потенциал аэробной функции 27,4 31,3 32,4

Статическая выносливость 17,3 19,6 19,6

Общая дисперсия выборки, % 88,2% 74,7% 77,7%

Таблица 3

Структура физического состояния мужчин разного возраста [В.А. Романенко, 2005]

Факторы физического состояния Вклад факторов в общую дисперсию Ш) выборки. %

20 лет 27 лет 34 года 45 лет

Тотальные размеры тела 26,1 - - -

Скоростно-силовая и координа-ционная подготовленность 25,0 20,5 13,0 25,4

Энергетический потенциал аэробной функции 15,2 12,4 19,7 7,9

Абсолютная сила - 17,4 6,5 7,8

Статическая выносливость - 14,2 6,7 5,9

Силовая динамическая выносливость - 13,0 30,8 40,0

Устойчивость к гипоксии 6,9 - - -

Общая дисперсия выборки, % 73,2% 77,5% 76,7% 87,0%

Таблица 4

Особенности физического статуса у экстра- интровертированных студенток*

Показатели Экстраверты Интроверты Д Д %

Антропометрический статус

Масса тела, кг 53,2±1,36 57,5±1,25 4,3 8,1

Длина тела, см 165,9±2,42 167,5±1,45 1,6 0,96

Сила кисти, кг 28,7±0,82 34,6±2,22 5,9 20,6

Сила спины,кг 69,4±2,09 77,9±2,66 8,5 12,2

Оценка физического состояния по системам:

КОНТРЭКС-1, ед. 204,7±4,53 182,6±3,61 -22,1 -10,8

Пироговой Е.А., ед. 83,6±1,50 77,2±2,08 -6,4 -7,7

Физическая работоспособность

ИГСТ в трехминутной модификации, ед. 61,5±2,28 51,6±2,24 -9,9 -16,1

* здесь и далее жирным шрифтом выделены достоверные различия

система кровообращения интровертов реагирует менее (на 50%) экономно в сравнение с организмом экстравертированных студенток (табл. 5).

У экстравертов также существенно (на 21,5%) ниже уровень легочной вентиляции, что можно расс-

матривать как проявление некоторой экономизации функций в состоянии относительного покоя [1-5].

Наиболее ярко эти различия проявляются в реакции организма студенток на стандартную нагрузку

э

2012

Таблица 5

Реакция кардио-респираторной системы студенток с полярными уровнями экстравертированности на велоэргометрическую нагрузку мощностью 100 Вт

Показатели Экстраверты Интроверты А А %

Пульс, уд/мин до 75,0±1,77 85,7±2,50 10,7 14,3

после 147,0±5,8 147,9±4,63 0,9 0,6

АД диастолическое, мм.рт.ст. до 73,0±2,42 72,5±1,47 -0,5 -0,7

после 78,0±1,94 71,4±1,39 -6,6 -8,5

Пульсовое давление, мм.рт.ст. до 41,3±2,16 39,9±2,17 -1,4 -3,4

после 59,4±1,17 64,1±1,21 4,7 7,9

Ударный объем сердца, мл до 64,9±2,05 64,5±2,06 -0,4 -0,6

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

после 70,9±1,36 77,2±1,43 6,3 8,9

Минутный объем крови, л до 4,87±0,13 5,53±0,17 0,66 13,5

после 10,4±0,25 11,4±0,30 1,0 9,6

Коэффициент экономичности кровообращения, ед. до 3098±85,7 3419±90,3 321 10,4

после 8732±163,4 9480±190,5 748 8,6

Вегетативный индекс Кердо, ед. до 2,7±1,40 15,4±3,83 12,7 470,3

после 46,9±1,04 51,7±1,37 4,8 10,2

Индекс Руфье, ед. до 1,0±0,11 1,5±0,09 0,5 50,0

Минутный объем дыхания, л до 10,7±0,72 13,0±0,51 2,3 21,5

после 23,3±3,56 24,3±1,44 1,0 4,3

(табл. 5). Существенное увеличение минутного объема крови у интровертированных девушек достигается за счет большего напряжения кардио-гемодинамических и регуляторных механизмов - увеличения пульсового давления, систолического выброса, усиления симпатической регуляции. Естественно, повышение на 9,6% минутного объема крови (МОК) снижает экономичность функционирования их системы кровообращения примерно на ту же величину (табл. 5).

Установленные тенденции в реактивности механизмов кардио-гемодинамики студенток связаны со степенью их экстравертированности. Значения пульса, пульсового давления, МОК и коэффициента экономичности кровообращения (КЭК) отрицательно и достаточно жестко (-0,70<г<-0,75) коррелируют с изучаемым темпераментальным свойством. Очевидно, различная степень экстравертированности определяет и экономичность реакции сердечно-сосудистой системы студенток. Студентки-интроверты отличаются от экстравертов менее экономной реакцией на нагрузку, что свидетельствует о пониженных адаптивных возможностях их организма. Подобные закономерности не экстраполируются на аппарат их внешнего дыхания.

На стандартную нагрузку этот аппарат реагирует и у тех, и у других студенток идентично - увеличением легочной вентиляции до одного уровня при одинаковой частоте дыхания и его объеме (табл. 5).

Установленные зависимости между изучаемым темпераментальным свойством студенток и параметрами их физического состояния позволяют высказать предположение о том, что такую личностную характеристику, как экстравертированность, можно рассматривать в качестве предиктора адаптивных возможностей девушек.

Выводы.

Физическое состояние человека на различных этапах онтогенеза определяется генетическими особенностями его соматотипа, психомоторного развития и функционального состояния механизмов энергообеспечения и нейроэндокринной регуляции.

В процессе старения организма структура этого состояния изменяется, во-первых, в сторону доминирования аэробного потенциала, а во-вторых - скоростносиловой и координационной подготовленности.

Между экстравертированностью личности молодых женщин и параметрами их физического статуса существуют неоднозначные зависимости различного уровня и направленности, детерминированные конституциональными особенностями их телесной организации, функционального состояния, кардио-респираторной системы и механизмов аэробной производительности.

Для интровертированных женщин характерны повышенная масса тела и силовые характеристики в сочетании с недостаточным потенциалом кардио-респираторной системы, определяющие такой же уровень их физического состояния и работоспособности.

Установленные закономерности целесообразно учитывать при коррекции физического статуса молодых женщин в процессе их двигательной подготовки различной модальности.

Перспективы дальнейших исследований связаны с определением параметров физического статуса у различных половозрастных, профессиональных и спортивных групп в связи с их темпераментальными свойствами.

І ПЕДАГОГІКА І та медико-біологічні

*----“---------------* проблеми фізичного

виховання і спорту

Литература:

1. Aпанасенко ГЛ., Науменко Р.Г. Соматическое здоровье и максимальная аэробная способность индивида, Теория и практика физической культуры, 198б, №4, С. 29-31.

2. Aпанасенко Г.Л. Эволюция биоэнергетики и здоровье человека, СПб: Петрополис, 1992, 123 с.

3. Баевский Р.М., Берсенева A.H., Талалеев Н.Р. Оценка адаптивного потенциала системы кровообращения при массовых профилактических обследованиях населения, М.: Экспресс-информация, 1987, 22 с.

4. Иващенко Л.Я. Морфофункциональная характеристика различных уровней физического состояния женщин зрелого возраста, М.: ВНИИФК, 1991, С. 1б9-171.

5. Романенко B.A. Диагностика двигательных способностей, Донецк: Изд-во ДонНУ, 2005, 290 с.

6. Романенко B.A., Крайняя Н.В., Мосенз B.A., Приходько В.М. Личностная тревожность - детерминанта антропофункцио-нального статуса студенток, Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту, 2011, № 11, С. 95-98.

7. Романенко B.A., Приходько В.М., Соколова В.Ю., Иванова С.В. Особенности вестибулярной устойчивости у агрессивных и неагрессивных студенток гуманитарного ВУЗа, Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту, 2011, № 11, С. 99-102.

8. Солдатова О.Г., Савченков Ю.И., Шилов С.Н. Темперамент человека как фактор, влияющий на уровень здоровья, Физиология человека, 2007, Т. 33, №2, С. 7б-80.

9. Strelay I. A psychological perspective, N.Y., Plenym, 1999, p. 32.

10. Хорьяков B.A., Крайняя Н.В., Соколова В.Ю., Приходько В.М., Иванова С.В., Романенко B.A. Психическая активность-детерминанта резервных возможностей организма, Слобожо-жонський науково-спортивний вісник, 2012, №1, С. 142-147.

11. Хорьяков B.A., Приходько В.М., Крайняя Н.В., Иванова С.Д., Мосенз B.A., Соколова В.Ю., Романенко B.A. Физиологический статус и экстравертированность личности студенток, Слобожанський науково-спортивний вісник, 2012, №1, С. 147-152.

Информация об авторах Романенко Валерий Александрович

д.б.н., проф.

[email protected] Донецкий национальный университет ул. Щорса, 4б, г. Донецк, 83050, Украина.

Хорьяков Владимир Анатольевич